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Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] Previo Transferencia APET-UVIGO a ELINSA S. L. Contrato de I+D financiación privada. Tiempo de ejecución 13 meses. Presentación pública. Ciclo “XVI AVANCES EN CIENCIA E TECNOLOXÍA 2013.” CEG – RAGC Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 2 Índice Breve presentación de los colaboradores. Entorno tecnológico en el que se realiza la transferencia. Sinergia Elinsa-APET. Descripción de la tecnología transferida. Continuidad. Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 3 Electrotécnica Industrial y Naval S. L. (ELINSA) Líneas de negocio. Instalaciones eléctricas. Mantenimiento industrial. Fabricación de equipo eléctrico y de electrónica de potencia. Sectores. Industrial. Naval. Energías renovables. Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 4 Electrotécnica Industrial y Naval S. L. (ELINSA) Experiencia en gran parte de los elementos eléctricos del ciclo de la energía eléctrica. Desarrollo de equipos electrónicos de potencia para energías renovables con tecnología ajena. Necesario desarrollar tecnología propia en el campo de sistemas electrónicos de potencia para energías renovables y redes eléctricas inteligentes. Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 5 APET-UVIGO Objetivos de APET Educar, investigar y diseminar conocimiento en los campos de electrónica industrial, electrónica de potencia y tecnologías de energía eléctrica, con el fin de dar soluciones con dichas tecnologías a problemas con relevancia social. Investigación y transferencia de tecnología. Energías renovables. Eólica, fotovoltaica, biomasa, geotermia… Calidad de Potencia en Distribución y Transporte de Energía Eléctrica. Accionamientos Eléctricos. Electro-movilidad, transporte, industria, minería. Iluminación. Alumbrado. Industria metalúrgica. Equipos de soldadura. Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 6 APET-UVIGO Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 7 APET-UVIGO. Transferencia Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 8 APET-UVIGO. Transferencia Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 9 Índice Breve presentación de los colaboradores. Entorno tecnológico en el que se realiza la transferencia. Sinergia Elinsa-APET. Descripción de la tecnología transferida. Continuidad. Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 10 Sistema Eléctrico Centralizado /Distribuido Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 11 Sistema Eléctrico Distribuido Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 12 Sistema Eléctrico Distribuido Redes distribución activas. Generación (100s kW a 10s MW). Energía convencional, renovable, almacenamiento. Sistemas de transporte flexible de interconexión, fiable, bajo coste, derechos de paso. Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 13 Convertidores Potencia en Redes Inteligentes Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 14 Convertidores Potencia en Redes Inteligentes Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 15 Convertidores Potencia en Redes Inteligentes Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 16 Convertidores Potencia en Redes Inteligentes Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 17 Convertidores Potencia en Redes Inteligentes DSP Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 18 Controlador Local Operaciones matemáticas. Operaciones aritméticas, matrices, transformadas de Fourier, filtros digitales… Operaciones en coma flotante. Computación en tiempo real. Alto nivel de consistencia en el tiempo de ejecución de los algoritmos. “No jitter”. Período de muestreo fijo: menor de 100 µs / 200 µs Operaciones en paralelo. Ejecución del algoritmo de control. Control ON/OFF de dispositivos semiconductores de potencia. Lectura de variables físicas. Gestión de alarmas y protecciones de bajo nivel. Capacidad de comunicación. Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 19 Índice Breve presentación de los colaboradores. Entorno tecnológico en el que se realiza la transferencia. Sinergia ELINSA-APET. Descripción de la tecnología transferida. Continuidad. Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 20 Sinergia Empresa-Universidad ELINSA. Conocimiento de las necesidades / demandas en sistemas eléctricos de potencia. Necesidad de desarrollar tecnología propia en el campo de sistemas electrónicos de potencia para energías renovables y redes eléctricas inteligentes. APET-UVigo. Experiencia en desarrollo de sistemas eléctricos de potencia. Experiencia en desarrollo de sistemas electrónicos y de control de convertidores de potencia. Colaboración en definición de especificaciones, diseño, desarrollo y pruebas de verificación. Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 21 Índice Breve presentación de los colaboradores. Entorno tecnológico en el que se realiza la transferencia. Sinergia Elinsa-APET. Descripción de la tecnología transferida. Continuidad. Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 22 Estructura de sistema desarrollado Tarjeta CONTROLADOR • Procesador • Comunicaciones / Programación • Memoria y lógica • Electrónica de supervisión Tarjeta BASE • Electrónica E / S • Comunicaciones • Electrónica Protecciones / Alarmas Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Sistema Sistemade de Potencia Potencia Jesús Doval-Gandoy [email protected] 23 Tarjeta de Control. Diagrama de Bloques Procesador & Glue Logic Comunicaciones USB, JTAG, RS232, SPI, I2C Indicadores Diagnóstico Alimentación Supervisión (Watchdog) Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Memoria Externa Jesús Doval-Gandoy [email protected] 24 Tarjeta de Control. Fotografía Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 25 Tarjeta Base. Diagrama de Bloques Comunicaciones Bus CAN Generación y Gestión Alarmas UART Protección E/S SPI Monitorización alimentación Entradas Analógicas Sensores V, I, T Entradas Digitales Opto-acopl. Salidas Relé Canales PWM 24V-DC … 400V-AC Fibra Óptica Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Señales Error Drivers Fibra Óptica Jesús Doval-Gandoy [email protected] 26 Tarjeta Base. Fotografía Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 27 Tarjetas Ensambladas. Fotografía Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 28 Índice Breve presentación de los colaboradores. Entorno tecnológico en el que se realiza la transferencia. Sinergia Elinsa-APET. Descripción de la tecnología transferida. Continuidad. Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 29 Continuidad Tecnología transferida. La tecnología es propiedad de la empresa, dispone de ella para desarrollar nuevos proyectos. Capacidad para abordar nuevos proyectos y retos tecnológicos. Principio de un nuevo camino. En la actualidad ELINSA desarrolla varios proyectos con el sistema electrónico transferido. Dos proyectos en colaboración con APET-UVigo. Control de Convertidores Electrónicos de Potencia en Energías Renovables y “Smart Grids” Jesús Doval-Gandoy [email protected] 30 ¿Preguntas? Más información: http://webs.uvigo.es/jdoval http://webs.uvigo.es/apetrg Jesús Doval-Gandoy [email protected]